UNIVERSITE DE HSANGANI Département des Eaux et Forêts

UNIVERSITE DE HSANGANIFaculté de Gestion des Ressources

Naturelles Renouvelables

Département des Eaux et Forêts

B.P. 2012

KISANGANI

« La détection et dénombrement des souches des mycorhizesdans le site expérimental de TUniversité de Kisangani à Simi-

Simi, R.D Congo »

Par

Marie Noëlla MILINGANYO THOMBO

MEMOIRE

/ ̂ c r i-- k -.

■/Il •'ON

Présenté et défendu en vue de Pobtention degrade d'Ingénieur agronome

Option : Eaux et forets

Directeur : Professeur Adrien Moango MongaCe- promotrice : Jolien vennemanEncadreur : Crispin Lebisabo

ANNEE ACADEMIQUE 2012-2013

DEDICACE

Porte de mes études, élevez vos linteaux ; elevez-les ; portes étemelles ! Que le roi de gloire

fasse son entrée ! Qui donc est ce roi de gloire ?

L'eterael des Armées : Voilà le roi de gloire ! Psaume : 24 :9-10

A mon Papa Hyppolyte THOMBO BIEMBA et à ma maman Rosalie BITOTA MUKUNA

pour votre attention soutenu à notre égard ;

Dévouant malgré tout pour notre éducation ; formation par l'ambition de bâtir une maison

et l'achève,

Que notre rédempteur vous accordent une longue vie, recevez mes plus sincères

reconnaissances.

Marie Noëlla Milinganyo thombo

REMERCIEMENTS

Je tiens à adresser premièrement toute ma gratitude au Professeur ADRIEN MOANGO

MANGA Promoteur de ce travail pour la réalisation de cette étude. Par ces qualités

scientifiques qui est grave en nous restant une source d'inspiration.

Aux excellences Messieurs Hyppolyte NSHIMBA SEYA WA MALALE le Doyen de la

faculté des sciences agronomiques ,actuellement Faculté de gestion de ressources naturelles

renouvelables ;

Professeur Benoît DHED'A DJAILO ; ainsi que les corps académiques de cette entité ,qui se

dévouent pour notre formation excellente durant les année académiques ...

Notre profonde reconnaissance s'adresse particulièrement au Co-promoteur de ce travail

jolien venneman de l'Université de Gant pour sa bravoure, dévouements, les corrections et

remarques qu'il ne cessait de nous apportées depuis le protocole jusqu'à la finalité.

Nous remercions également l'encadreur Crispin LEBISABO ,Co-encadreur KASAKA pour

avoir accepté l'encadrement de ce travail. Je ne pourrais oublier à remercier toute l'équipe des

professeurs visiteurs qui ont contribué à cette effet ; pour que la formation aboutisse à son

terme. Sans le concours financier et matériel de ( Vlaamse Interuniversitaire,Road/Université

Développement Coopération en sigle : (VLIRUOS ), la présente étude n'aurait pu être

réalisée.

Sur ce, je remercie sincèrement l'équipe dirigeante: aux Professeurs iLOKOMBE, JAN

RAMELOO, Many Kennes- MADIKA, René Oleko, Honorine NTHAHOBAVUKA, Jean-

Pièrre MATE MWERU, MAMBANI, KATWALA, KAHINDO, BWAMA, Doudou

AKAIBE, Ulyel, JUAKALI,... et Chefs des travaux : Jean- Jacque KAKUNI, Didy

ONAUTCHU, Dieudonne PYAME, John MABAY, BOLA, BONDOMBE, Freddy

OKANGOLA, MUKINZI, Eddy LOKELE, BASILE, NGAMBALE MOKE, AGBEMA,

trouvent ici l'expression de ma profonde gratitude

Sans oublier ; nos ami(e)s et camarades compagnons de luttes dans la vie estudiantine pour

l'endurance et l'esprit d'équipe qui n'a cessé de nous animer pendant les Cinq ans et plus,

remerciement le plus profond du cœur.

11

Tous mes remerciemens Aux assistants : Simon TUTU N'SIMEMBA, Pitchou

TSHffANGA,John TSHIBAMBA, Thierry KAHINDO, Dieu merci ASSUMANI, Tabu

KAUYAMA, Emmanuel KASONGO, EBUY, Léon KASAKA.

Nos sincère reconnaissances s'adressent également à Monsieur Faustin MWENE BATENDE

et Ma chère sœur Brigitte BILILO THOMBO, Mon Cher Frère César THOMBO MUSIWAet

Mado Ngwangala, Madame Kabedi, MonsieurJean lumière MOMODOU et Betty N'TUMBA

THOMBO, Monsieur Gahylor THOMBO BIEMBA, Monsieur Adolphe LOBOKU et

Maguy,Albert MERCATIet CarineKIYOMBO,Alphonse MOBONDA...

Pour leurs soutien morale, spirituel. Financière, Par des conseils et encouragements qui ont

apportées un plus à notre personne et par le même sentiment ; nous témoignons notre

reconnaissance à nos enfants, Rosalie Bitota Musiwa, Mieke Gloria MWENEBATENDE,

Gracia musiwa, Rosa MWENEBATENDE,Brigitte BILILO MUSIWA, Dorcas et d'autres ...

III

RESUME

Concernant la détection et dénombrement des souches mycorhizienne sur le site

d'expérimentation à simisimi,

Pour se faire, un dispositif expérimental de 94m xl 10m qui comprend quatres blocs partagent

à 6 parcelles par blocs, divisent en 96 sous parcelles dont Ecartements ou la densité

> Manioc monoculture : Imxlm

> Manioc avec arachide:

• manioc : 2 m x 0,5 m

• Arachide : 40 cm x 20 cm

Les résultats obtenus ont montré ce qui suit :

- les mycorhizes sont présents dans toutes les 9 sous parcelles analysées, détectées au total

377 mycorhizes ont été détectées dans les racines, dont 89 mycorhizes soit 24 Yo pour la

sous parcelle 4 suivi de S? 30 avec 67 mycorhizes soit 18% et S? 86 vient en dernière

position avec 9 mycorhizes, soit 2%. Il est à remarquer que dans la SP4 les mycorhizes

sont plus abondants que dans les autres SP.

Après analyse, le dénombrement des spores

Etait au total 1519 spores et trois catégories des spores ont été trouvées. Ils s'agissait des :

spores des couleurs : Jaune (glomus). Blanche (gigaspora) et Noire (acaulospora).dont les

Mycorhizes de couleur Jaune sont les plus abondant avec 750 spores, soit 49% suivi des

mycorhizes de couleur Blanche avec 407 spores, soit 27% et les spores de couleur noire sont

peu abondantes avec 362 spores, soit 24%.

Effet des Mycorhizes sur les cultures de Manioc ainsi que de la production des Gousses

d'Arachides.

Les hauteurs des plants de maniocs après 3 mois. La sous parcelle 76 a donné un pied le plus

long de 2m de hauteur que les autres ; suivi SP4 avec 1,55m et SP26 àl, 5m, et les poids des

gousses d'un pied d'Arachide par sous parcelle. La sous parcelle 26 donne le poids le plus

élevé, soit 53g par rapport aux autres sous parcelles analysées, suivi de la sous parcelle 65. La

sous parcelle 30 vient en demière position avec 14,4g pour le pied le plus performant.

IV

SUMMARY

Conceming the détection and numbering of the original mycorhizienne on the site of

expérimentation to simi - simi,

To make itselCthemselves, an expérimentai device of 94m x 110m that consists of quatresblocks shares to 6 parcels by blocks, divide in 96 coins parcels of which Spacings or thedensity

-Cassava monoculture: Imxl m

-Cassava with peanut: -cassava: 2 x m 0,5 m -Peanut: 40 x cm 20 cm

The gotten results showed what follows:

- the mycorhizes is présent in ail 9 under analyzed parcels. detected to the total 377

mycorhizes have been detected in the roots, of which 89 mycorhizes is 24% for the under

parcel 4 follow-up of S? 30 with 67 mycorhizes is 18% and SP 86 comes in last position with9 mycorhizes, either 2%. He is to notice that in the SP4 the mycorhizes is more abundant than

in thejOther SP.

After analysis, the numbering of the spores, was to the total 1519 spores and three catégoriesof the spores have been found. They were about the: spores of the colors: Yellow (glomus),Half note (gigaspora) and Crotchet (acaulospora). of which the Mycorhizeses of Yellow color

are the most abundant with 750 spores, either 49% follow-up of the White color mycorhizes

with 407 spores, either 27% and the spores of black color-are little abundant with 362 spores,either 24%.

Effect of the Mycorhizeses on the cultures of Cassava as well as the production of the Pods of

peanuts. The heights of the plantations of cassavas after 3 months. The under parcel 76 gave alongest foot of 2m of height that the other; consistent SP4 with 1,55m and SP26 àl, 5m, andthe weights of the pods of a peanut foot by coins parcel. The under parcel 26 gives the most

elevated weight, either 53g in relation to the other analyzed coins parcels, followed of the

under parcel 65. The under parcel 30 comes in last position with 14,4g for the most effective

foot.

0. INTRODUCTION

0.1. PROBLEMATIQUE

Le sol est considéré comme un environnement minéral, aussi un lieu de vie , héberge une trèsforte diversité d'espèces microscopique et macroscopique vivantes. Parmi ces espèces, lesmicroorganismes sont les plus nombreux et les plus diversifiés. Composés de bactéries,d archaebactéries et de champignons, ils assurent des fonctions essentielles comme la

biodégradation de la matière organique, la production des nutriments pour les plantes, lafixation d'azote, la dégradation des polluants, etc.

Les cycles biogéochimiques comme le cycle du carbone, de l'azote et de phosphore sont sousla dépendance (à plus de 90 %) des microorganismes. Ces microorganismes jouent des rôlescruciaux dans le cycle de la matière vivante et dégradent les matières organiques, sourcesd'électrons, de carbone et d'énergie pour leur biosynthèse. En mourant, ces microorganismescontribuent à l'enrichissement de sol en différents composés minéraux (Moango, 20il)A 1 heure actuelle, promouvoir une meilleure activité des microorganismes du sol s'avère très

nécessaire.

L'utilisation de la microflore symbiotique naturelle des sols; les champignons mycorhiziens àarbuscules (MA), dont le rôle sur la nutrition minérale, la croissance des plantes et laprotection ou la- tolérance phytosanitaire contre les microorganismes pathogènes tellurique estlargement admise, est une voie à envisager.

Il est impérieux de les étudier pour connaître leur importance et leurs effets bénéfiques surles cultures vivrières de la région enfin d'en sélectionner ceux qui pourront jouer un rôleimportât dans les processus de fertilisation des cultures ciblées (Zhu and Salmeron 2007)Le mycorhize est une symbiose entre les champignons et plusieurs espèces végétales.Auparavant ; on pensait que cette symbiose était réalisée seulement par les essencesforestières, mais actuellement on suppose qu'elle se réalise sur les plantes vivrières (manioc,riz, arachide, soja, coton, agrume, oignon etc. ainsi que plusieurs plantes sauvages herbacéesou non) (Janrammeloo 2013).

Noëlla MILINGANYO THOMBO Page |

Le champignon mycorhizien sert à la plante à la fois de mineur, de traiteur, de médecin, de

vigile et d'ingénieur en aménagement du territoire.

En juste retour de ces services, la plante, en bonne cuisinière écologique (elle fonctionne à

l'énergie solaire), nourrit son partenaire fongique avec des sucres élaborés avec soin lors de la

photosynthèse.

Les mycorhizes demeurent encore peu connus dans nos milieux et peu d'études ont été faites

sur leurs biodiversités, leurs dénombrements et leurs caractérisations macroscopiques et

microscopiques, sur la performance de leurs souches pour les cultures envisagées et sur leurs

productions en masse. Nous essayerons de générer e meilleures connaissances sur la détection

et le dénombrement des souches mycorhizienne sur le site d'expérimentation à simisimi

(figure 1).

Figures 1: site d'expérimentation de Simi-simi.

Noëlla MILINGANYO THOMBO Page 2

0.2. OBJECTIFS

0.2.1. Objectif général

L'objectif général de ce travail est de contribuer à la mise au point d'im système de

coloration et d'isolement des spores par des méthodes appropriées dans la région de

Kisangani en République Démocratique du Congo.

0.2.2. Objectifs spécifiques

Les objectifs spécifiques de ce travail sont les suivants :

Identifier les espèces des souches des mycorhizes sur le site expérimental de Simi-simi

(dans la région de Kisangani),

^ Evaluer leurs abondances par sous parcelle, par parcelle et par bloc expérimentales.

Caractériser de manière préliminaire les croissances des manioc et arachide en

association avec le Pennisetum purpureum dans le site expérimental.

Identifier le meilleur traitement à appliquer pour favoriser la bonne activité de différentes

souches des mycorhizes dans ce système de culture.

0.3. HYPOTHESES

L'idée qui mérite d'être étudier est basé sur :

^ Le site expérimental de Simi- Simi regorge plusieurs sortes des mycorhizes.

^ Il y a une différence sur le plan d'abondance numérique des spores entre les sous

parcelles, les parcelles et les blocs.

^ La croissance des maniocs et la production des arachides seront également

différentes d'après l'abondance numérique des spores,

^ Les différents traitements des sols ne favorisent pas de la même manière les

activités des mycorhizes.

0.4. INTERET

La présente étude est une contribution à la connaissance de la diversité des souches des

mycorhizes présents dans le site expérimental de simisimi à Kisangani. Ce travail permet


aussi de mettre en application les méthodes de détection et le dénombrement des souches

mycorhiziens par la coloration des racines et isolement des spores à partir du sol.

Pratiquement ces données serviront à la gestion rationnelle de nos ressources forestières.

0.5. DIVISION DU TRAVAIL

Outre l'introduction qui présente la problématique, les objectifs et les hypothèses de

recherche, le présent travail est subdivisé en trois principaux chapitres. Le premier chapitre

présente la revue de la littérature sur les mycorhizes. Le deuxième chapitre expose le milieu

d'étude, le matériel et les méthodes utilisées et le troisième chapitre est consacré à la

présentation des résultats obtenus, et la discussion de ces résultats obtenus. Il se termine par

une brève conclusion générale avec quelques perspectives de recherche.


■à

CHAPITRE I : REVUE DE LA LITTERATURE SUR LES MYCORHIZES

1.1. Mycorhize

Le mycorhize. est une association symbiotique entre les hyphes de champignons et les racinesdes végétaux supérieurs. Elles sont connues depuis le siècle dernier et des études approfondiessont consacrées à Tamyotrophie depuis plus de 80 ans. De nombreux manuels très completsfont le point de la recherche mycorhizienne et des théories de dernières décennies (Kelley,1950).

Jusqu'il y a récemment ; les mycorhizes vésiculaires -arbusculaires étaient classés dans lesZygomycète (ordre des Glomales). Ces champignons ne Forment néanmoins jamais deszygospores, caractéristique des Zygomycètes, et tous ces champignons forment des symbiosesmutualistes. Des études moléculaires ont suggéré de placer ces champignons dans un proprephylum, les Glomeromycota (Jan Ramelloo, 2012).La systématique de mycorhize faisant l'objet de cette recherche se présente comme suit :

Règne : Fungi

^ Phylum : Glomeromycotine^ Embranchement : Glomeromycota^ Classe : Glomeromycétes^ Ordre : Glomales

Traditionnellement la systématique du groupe a été basée sur les caractéristiques des sporesmulti nucléées, de grand diamètre (40 jusqu'à 800 pm de diamètre). Jusqu'à présent, on n'apas pu trouver une reproduction sexuée chez les Glomeromycota. On suppose que les sporessont formées d'une façon asexuée. Il y a des limitations aux caractères morphologiques quipeuvent être utilisés en taxonomie, ce qui fait que pour l'instant on ne peut guère reconnaîtrequ'à peu près 200 espèces (des morphotypes). Les spores possèdent des parois à multiplescouches ; elles sont formées seul ou en groupe dans ce qu'on appelle des sporocarpes ;la façon dont elles sont formées est un caractère important pour décrire des familles et des

genres.

1.2. Type des mycorhizes

Noëlla MILINGANYO THOMBO pageS

Les mycorhizes sont classifiées d'après leurs morphologie ou par la structure du complexe

mycorhizienne, Cette classification est devenu simplifier pour mieux le reconnaître ;

actuellement on reconnaît 7 types différents, qui peuvent être réduit à deux types majeurs, il

s'agit des :

^ Ectomycorhizes

Endomycorhize

1.2.1. ECTOMYCORHIZES

Morphologiquement, l'ectomycorhize est plus facile à reconnaître que l'endomycorhize parce

que les hyphes (cellules) du champignon ectomycorhizien associé à la racine, l'enrobent et

forment autour d'elle un tissu fongique coloré (manteau fongique) comparable à une douille

qui recouvre et protège la pointe d'un stylo (Paluku 2009).

Les ectomycorhizes représentent l'association la plus évoluée entre les plantes et les

champignons. Plus ou moins 3% des plantes à fleur connaissent une telle association. Dans

cette association, les racines sont complètement entourées par une gaine jusqu'à 100 pm

d'épaisseur (généralement 50 pm).

Les hyphes pénètrent entre les cellules extérieures de la racine, sans jamais dépasser le

péricycle. Les hyphes, les rhizomorphes et les cordons mycéliens s'épanouissent dans le sol.

Les champignons impliqués sont généralement des basidiomycètes, appartenant à des genres

qu'on trouve surtout en forêt puisque c'est un type de mycorhize typique pour les espèces

ligneuses. Un arbre peut avoir plusieurs partenaires en même temps et les partenaires peuvent

changer avec l'âge de l'arbre. Les ectomycorhizes peuvent faire des réseaux entre arbres, les

reliant dans le sol. Les ectomycorhizes dépendent des arbres comme source de carbone ; elles

ne sont pas du tout compétitives comme saprotrophe. Le champignon de son côté est très

efficace à résorber des ions minéraux qu'ils passent à la plante. C'est particulièrement le cas

pour l'azote et le phosphore que les plantes ne savent pas absorber du sol (Jan

rammeloo 2012).

Les hyphes s'infiltrent dans les racines de l'arbre, entourant les cellules sans y pénétrer, et

forment, au pourtour de la racine, un amas d'hyphes (le manchon). Les échanges


symbiotiques entre les partenaires se font au niveau intercellulaire. Le manchon fait par les

hyphes du champignon joue aussi un rôle protecteur contre des organismes pathogènes. Les

chanapignons symbiotiques développent un vaste réseau mycélien permettant aux arbres

d'assurer l'absorption de l'eau et des éléments minéraux (Garbaye et Guehl, 1997).

De plus, plusieurs champignons ectomycorhiziens forment les « chapeaux » ou « carpophores

» que l'on voit sur les sols et certains d'entre eux sont comestibles (De Kesel, .2002), (Buyck,

1994) et recherchés par les gastronomes, citons entre autres les girolles (ou chanterelles) et les

bolets. D'autres comme les truffes ne sortent jamais du sol, on les dits « hypogés ». Sans cette

association avec l'arbre, ces champignons ne pourraient former ce « chapeau » fort prisé (Egli

et Ivano, 2002).

Les ectotrophiques ou ectomycorhizes termes qui veulent dire les mycorhizes retrouvant à

l'extérieur de la racine, La forme ectotrophe est beaucoup moins largement répartie et sa

morphologie est beaucoup plus uniforme. Elle est caractéristique chez les pinacées, les

fagacées et les bétulacées.

C'est-à-dire les principales familles d'arbres des climats froids et tempérés. Plus récemment,

on a observé des mycorhizes ectotrophes associées à des arbres d'autres régions, comme par

exemple aux eucalyptus australiens (Chilvers et Pryor, 1963), ainsi qu'à plusieurs essences

tropicales de césalpiniacées (Peyronel et Fassi, 1957). La dernière liste de genres végétaux

comprenant des mycorhizes ectotrophes est celle qu'a publiée Moser en 1967.

Dans les mycorhizes ectotrophes, le champignon est généralement un basidiomycète.

Des expériences ont prouvé l'existence de quelque 80 espèces de basidiomycètes

mycorhiziens et l'on soupçonne que le nombre des espèces formant des mycorhizes en

symbiose avec les arbres forestiers est plusieurs fois plus élevé (Trappe, 1962).

La présence constante d'associations mycorhiziennes dans les forêts froides et tempérées

résulte d'une longue évolution qui appartient au développement biologique normal des arbres

et écosystèmes en question. Ainsi, (Singer, 1963a). a comparé les ectotrophes (c'est-à-dire les

arbres et leurs associés fongiques) aux lichens qui sont, eux aussi, l'expression d'un rapport de

S5aiibiose organisée entre des végétaux non chlorophylliens (champignons) et des végétaux

verts.


1.2.2. ENDOMYCORHIZES

L'endomycorhize résulte de champignons microscopiques dont les hyphes ont la particularité

de pénétrer dans les cellules de la racine de la plante. Contrairement aux ectomycorhizes, le

champignon ne forme jamais de « chapeau » et les hyphes ne forment pas de manchon autour

des racines. Les hyphes forment plutôt une structure, appelée « arbuscule », à Fintérieur des

cellules végétales (modèle tri dimensionnel d'arbusculaire). Cette association se retrouve

principalement chez les plantes cultivées, mais aussi chez certains arbres forestiers dont l'if et

l'érable à sucre ainsi que plusieurs petites plantes des sous-bois (FIS, 1992).

Les endomycorhizes gardent l'aspect de racines ordinaires mais dont les parenchymes

corticaux sont envahis soit par des filaments isodiamétriques (mycorhizes à pelotons) soit par

des éléments fongiques polymorphes (mycorhizes à vésicules et arbuscules) (FIS, 1992). Les

mycorhizes arbusculaires aident la plante à lutter contre ses adversaires, qu'il s'agisse de

champignons parasites ou même d'insectes herbivores. (Smith SE et al, 1996). Il a été

démontré que les gloméromycètes (groupe auquel appartiennent tous les mycorhizes

Arbusculaires) produisent une substance appelée glomaline qui structure le sol alentour, le

rendant ainsi plus favorable au développement de la végétation. (Smith et Read, 2008).'-

En tenues d'objectifs économiques et d'espèces végétales impliquées, les mycorhizes les plus

importants sont les mycorhizes à vésicules et arbuscules (MVA). On estime que 80% des

espèces végétales de la flore actuelle sont concernées et ceci dans la plupart des biotopes. En

titre d'exemple, Solrize est un bio fertilisant utilise en agricultures biologiques ; il est utilise,

forme des granules contenant des champignons endomycorhize glomus (10 propagules/gr) et

a été sélectionne à l'INERA ([email protected])

Dans les conditions de production au champ, les grandes cultures (céréales, légumineuses,

tournesol, pomme de terre, etc.), les cultures maraîchères (laitue, poireau, carotte, céleri, etc.)

et les cultures florales (rosier, œillet, chrysanthème, géranium, etc.) forment des MYA.

Leurs racines sont colonisées par des mycéliums particuliers qui se développent dans le

parenchyme cortical en épargnant le cylindre central (FIS, 1992).

Les champignons des mycorhizes à vésicules et à arbuscules (VAM) sont des Zygomycètes

(champignons filamenteux sans zoospores, dont le thalle est multi nucléé) qui se conservent

dans le sol sous formes de spores de résistance. Ces spores germent et forment un

Noëlla MÏLINGANYO THOMBO Page 8

appressorium à la surface d'une racine hôte, y pénètrent et progressent dans le parenchyme de

la racine. Le champignon forme des suçoirs ramifiés à l'intérieur des cellules, les arbuscules

( Paluku, 2009).

Carpophore Cellules

B^celiennes

Hyphes

Manteau

Réseau deHartig

Rrbuscules

Cellules

végétales

Spore externe

Uésicule

Ectomycorhize Endomycorhize

Figure 2 : Source : (Francis Martin, 2010).

Dans les endomycorhizes la presque totalité des hyphes se trouve dans la racine.

Les endomycorhizes (ou mycorhizes internes) sont la forme la plus répandue. Ce sont des

mycorhizes qui pénètrent à l'intérieur des racines pour mieux s'y associer.

Il existe plusieurs types d'endomycorhizes :

Les endomycorhizes à arbuscules ou arbusculaires (AM): c'est le cas le plus

répandu. Les champignons mycorhiziens arbusculaires colonisent environ 80 % des

plantes vasculaires terrestres, c'est-à-dire plus de 400000 espèces.

Il existe cependant moins de 200 espèces de champignons endomycorhiziens. Ces

champignons ne sont donc pas très spécifiques dans leurs relations de symbiose. Étant peu

spécifique, chaque espèce doit posséder un grand potentiel d'adaptabilité et une large diversité

génétique afin de lui permettre de s'adapter aux différentes conditions environnementales

auxquelles elle doit faire face (Rameiloo,2012).

Ils sont associés avec les plantes herbacées et ligneuses. Les endomycorhizes arbusculaires

(aussi appelés : mycorhizes à vésicules et arbuscules), tirent leur nom des structures formées à


l'intérieur des cellules rappelant un petit arbre. S'ils traversent bien la paroi, ils ne pénètrent

cependant pas la membrane plasmique de la cellule végétale, se contentant de provoquer une

invagination de la membrane de celle-ci. Cela a pour effet d'accroître la surface de contact

entre l'hyphe et la cellule de la plante et ainsi faciliter l'échange de métabolites entre les deux

partenaires.

Les endomycorhizes arbusculaires sont formées uniquement par des champignons

Gloméromycètes ayant perdu la reproduction sexuée.

Les hyphes s'étendent dans le parenchyme cortical de la racine, formant des vésicules

contenant des réserves, et des structures ramifiées, les arbuscules. Ils se reproduisent donc

uniquement asexuellement. Cependant les hyphes d'individus différents peuvent fusionner, ce

qui rend possible un échange génétique et une forme de parasexualité

&

Figure 3: Les hyphes et spores. (Source: laboratoire de PédologieAJNIKIS, 2013)

Ils sont aussi uniques au point de vue génétique puisque leurs spores possèdent plusieurs

noyaux génétiquement différents :

> Les endomycorhizes à pelotons intracellulaires : les hyphes forment des amas dans

les cellules corticales. Elles impliquent des basidiomycètes, en symbiose avec les

Orchidacées. Les hyphes pénètrent à travers la paroi des cellules à l'intérieur des cellules

du cortex racinaire en repoussant la membrane plasmique. La paroi des hyphes est donc en

contact avec la membrane plasmique de la cellule racinaire, sans la traverser. La surface de


contact peut être augmentée par la formation de ramifications (=arbuscules). Les racines ne

sont pas déformées.

> Les endomycorhizes éricoïdes : les hyphes forment des pelotons dans des racines

transitoires de faible diamètre. Elles impliquent des Ascomycètes ou Basidiomycètes (en

symbiose avec les Ericales).

> Les ectendomychorizes : elles sont aussi appelées mycorhizes de type arbutoïde. Le

champignon forme des pelotons intracellulaires et un manteau autour de la racine. C'est le

cas chez les Ericales.

Les mycorhizes endotrophes sont très largement distribués dans le règne végétal et présentent

des structures anatomiques très variées. Ainsi, les mycorhizes endotrophes des familles

végétales orchidacées, graminacées et éricacées, ainsi que de plusieurs essences d'arbres

feuillus, ont des structures anatomiques et sans doute aussi une physiologie différentes. Ces

espèces de champignons n'appartiennent peut-être pas aux mêmes groupes taxonomiques.

Dans les mycorhizes arbusculaires l'échange se passe par les arbuscules et dans les

mycorhizes éricoïdes à travers les hyphes enroulés à l'intérieur de la cellule hôte. Dans ces

deux cas, l'échange se fait à un niveau intracellulaire (sans que la paroi cytoplasmique de la

cellule hôte ne soit interrompue).Dans les ectomycorhizes l'échange entre plante et

champignon se fait à traves le réseau de Hartig, ce qui est un réseau extracellulaire pour la

cellule plante.

La nutrition directe par les racines des plantes résulte souvent dans des zones autour de la

racine qui sont déficient en substances nutritives. La conséquence est que l'absorption de

nutriments par la racine est limitée par le taux auquel les nutriments savent « bouger » dans le

sol. Les hyphes savent pousser en dehors de la zone de carence et parviennent donc à

exploiter une zone nettement plus grande du sol pour approvisionner la plante en nutriments.

Energiquement et économiquement, c'est une méthode plus favorable pour exploiter le sol

que de continuellement faire pousser le système racinaire.

Les endomycorhizes arbusculaires étaient les premiers mycorhizes et les plus anciennes qui se

sont développés. Il s'agit de champignons appartenant aux Glomeromycota. Ce sont des

biotrophes obligatoire et elles sont associées aves environs 80 % des racines des plantes, y

inclus les plantes cultivées. Ce groupe était auparavant appelé : « mycorhizes vésiculaires

arbuscqlaires », mais comme pas toutes les espèces ne forment pas de vésicules, on préfère

Noëlle MILINGANYO THOMBO Page 11

indiquer ce groupe comme endomycorhizes arbusculaires. Dans la littérature mycologique

l'ancien terme reste la clé pour la consulter.

Figures 4 : Arbuscule dans une cellule du

cortex

Des vésicules à l'intérieur des tissus de

l'hôte.

11 y a beaucoup de défis à étudier ce groupe. Les Glomeromycota sont des symbiontes

obligatoires et il n'y a aucune espèce qui a pu être cultivé sans sa plante hôte. De la biomasse

fongique pure peut être obtenu par la méthode de culture de racines transformées de plantes,

mais le nombre d'espèces disponible sous cette forme reste très limité. Presque toujours, les

échantillons ont été contaminés de nombre d'autres microorganismes, dont des champignons

appartenant à d'autres phyla, ce qui a rendu le progrès des analyses phylogénétiques sur

bases de plusieurs gènes difficile et très lent. Seuls les gènes du RNA ribosomal, encodé à

partir du noyau, ont été acceptés largement comme marqueurs moléculaires (Ramelloo, 2012).

En termes écologiques ce groupe est probablement un des plus importants des Fungi par ce

que ces AM Fungi forment des associations endomycorhiques avec environs 80 % des plantes

terrestres. Cette association est essentielle pour le fonctionnement des plantes dans les

écosystèmes. Les plantes dépendent sur cette association pour leur approvisionnement en

minéraux et en eau, tâche qui est réalisée par le champignon dont le mycélium s'étend dans le

sol. Dans les cellules de l'hôte, ces champignons forment des hyphes enroulés ou des

structures ressemblent aux arbres, les arbuscules. Certains de ces Fungi forment aussi des

structures de réserve, des vésicules. Du point de vue phyllogénétique, ce groupe est important

par ce qu'il forme d'une façon non ambigu les Fungi fossiles les plus anciens. Il est probable

que la colonisation de la terre par les plantes n'a été possible que grâce à leur association avec

les mycorhizes arbusculaires ou au moins ait été responsable pour le succès de la colonisation.

La phylogénie multi gènes du projet AFTOL place les Glomeromycota dans une position

basale comme groupe sœur des Ascomycota et des Basidiomycota.


Pour l'instant, on reconnaît dix genres dans les Glomeromycota. Le genre le plus important,

ou au moins avec le plus grand nombre d'espèces (70 morphospecies) est le genre Glomus.

Gigaspora et Acaulospora sont des genres apparentés.

Les endomycorhizes éricoïdes sont des mycorhizes du genre Calluna et Vaccinium, des

plantes typiques des Finlandes mais aussi des montagnes et des volcans africains en altitudeet des marécages. Les champignons impliqués dans cette association sont des Ascomycètes (e.

a. des représentants du genre Hymenoscyphus). Les racines très fines de la plante sont

couvertes d'un réseau assez ouvert d'hyphes ; le champignon digère des polypeptides et passe

de l'azote à la plante hôte. Dans des situations extrêmes le champignon peut même fournir du

carbone à la plante. Dans ce groupe on peut reconnaître deux subgroupes.

Les endomycorhizes orchidées ressemblent aux mycorhizes des éricacées mais la nutrition en

Carbone de la plante hôte est encore beaucoup plus prononcée, même par le fait que la jeune

plante ne possède pas de chlorophylle, pas de substances de réserve et survit complètement

sur le champignon. Un champignon caractéristique pour cette association est le genre

Rhizoctonia. La majorité des arbres mycorhiziques ne savent pas pousser ou poussent très mal

en absence de leur partenaire mycorhizique. Il existe des sols sans mycorhizes et avec

mycorhizes.

Figs :5 , Sans mycorhizes Avec mycorhize

La présence des hyphes comme endomycorhlze augmente la surface pour

s'approvisionner en nutriments jusqu'à 700 fois. (Source : Ramelloo , 2013)


Les mycorhizes unissent aussi de plantes dans des communautés qui résistent mieux au stress

que des plantes individuelles. Des nutriments peuvent être transférés d'une plante à une autre,

étant connectés par un champignon qu'ils ont en commun. Le phénomène est bien connu

d'une plante bien placée vers une plante vivant dans 1 ombre. Les interconnections

mycorhiziques forment un réseau à travers lequel un transport de nutriments plante-plante,

plante-champignon, champignon-plante est possible. Dans des sols pauvres les champignons

mycorhiziques savent approvisionner de l'azote à leur plante hôte qu ils ont obtenu par la

digestion saprotrophique de matériel nutritif dans le sol. Les réseaux mycorhiziques jouent un

rôle clé dans les communautés de plantes par le fait qu'ils savent taciliter et influencer

l'établissement de jeunes plantes après germination, qu'ils changent les interactions entre

plantes en fournissant des nutriments recyclés.

w

Fuir ai shéai

Harlig net Rhiz odcnnal ccll

Figures : 6, Coupe transversale dans une racine avec ectomycorhizes.

La zone colorée en bleu intense est exclusivement formée par des hyphes du

champignon. Les hyphes pénètrent dans le cortex de la racine, mais restent cantonnés

entre les cellules. Les hyphes restent toujours en dehors du péricycle de la racine. A

droite une coupe longitudinale. Le réseau des hyphes pénétrant entre les cellules du

cortex forment, ce qu'on appelle, le réseau de Hartig.

Figure 7 : Photos au microscope optique de mycorhizes des orchidées.


Ces mycorhizes sont des endomycorhizes. Les hyphes forment à rintérieiu- de la cellule unemasse d'hyphes. Sur la photo à droite om observe qu'il s'agit d'un basidiomycète, puisqu'il ya présence de boucles sur les hyphes. Source : Jan rammello, 2012

1.3. IMPORTANCE DE LA SYMBIOSE MYCORHIZIENNE

Les associations mycorhiziennes sont à la base de la biodiversité floristique et fongique desforets tropicales humides, car certaines essences n'existent dans certains secteurs forestiersque grâce à la présence de champignons mycorhiziens. Cette association mycorhiziennepermet a l'arbre d'augmenter sa capacité à puiser des ressources minérales en couvrant un trèsgrand territoire, comparativement aux seules racines des végétaux, et en ayant accès à desnutriments inaccessibles aux racines. Les hyphes accélèrent l'altération des roches, permettantainsi d'augmenter la disponibilité en minéraux. Les associations mycorhiziennes facilitentl'absorption plus efficace du phosphore et des oligo-éléments, surtout en sols pauvresdominant les forêts tropicales humides (ONGUENE, 1996).

D'autres recherches ont aussi permis de découvrir que lorsqu'un même champignon colonisedes systèmes racinaires différents, il peut se produire des échanges de carbone d'une plante àl'autre, y compris entre des espèces différentes. La plante mycorhizée s'avère mieux nourrieet mieux adaptée a son environnement. Elle acquiert une protection accrue contre les stress

environnementaux (Sylvia et Willias, 1992, Van der Heijden and Kuyper 2001) Cesadaptations socio- fonctionnelles des organes d'absorption des plantes apparaissent avoir étéun phénomène universel puisque, actuellement, la quasi totalité des radicelles supérieures,vivent et fonctionnent en symbiose avec des bactéries (nodules) et/ou des champignons(mycorhizes), (PALUKU, 2009)

1.4. Importance écologique

Les mycorhizes sont à l'origine des écosystèmes les plus complexes, et en particulier dans lesforets et notamment les forêts tropicales qui vivent et évoluent souvent sur des sols ingrats.Leurs mycéliums forment des réseaux interconnectés qui influencent le fonctionnement desecosystemes (cycles biogéochimiques, composition des communautés végétales, alimentationcarbonee des plantules pendant leur développement, modification de la compétition...) enpermettant ou augmentant des flux importants de carbone organique et de minéraux (azote,phosphore, eau...) via le sol (en moyenne 30 à 40 % des minéraux captés par les marges duNoëlla MILINGANYO THOMBO

Page 15

réseau mycélien sont rétrocédés à la racine, cette dernière apportant 30 % des glucides photosynthétisés au champignon) (Francis Martin, 2010).

Ils constituent un des éléments les plus dynamiques de la symbiose mycorhizienne. Cestransferts sont si efficaces, qu'ils remettent en cause le concept de spécialisation parcompétition pour les nutriments entre les plantes d'un écosystème, en particulier pour lacapture des phosphates par les racines (ils permettent de se passer des fertilisants phosphatés)ou pour la résistance à la sécheresse. Ils sont pourtant encore peu exploités horticulture,agriculture et Mycorhize forestier, ou pour la dépollution de certains sols pollués.

Certains groupes de champignons sont probablement des espèces-clé voire des « espècesingénieur » qui influent sur les principaux processus écologiques du sol. Ils sont considéréspar les pédologues comme des éléments essentiels de la diversité des communautés, laquelleest un facteur de stabilité et d'équilibre écologique ( T. Helgason et al, 1998).

Beaucoup de groupes-clés trouvés dans les sol (bactériens et de champignons mycorhiziensnotamment) peuvent se connecter aux plantes (au moins 90 % des familles de plantesterrestres sont concernées) via des associations mycorhiziennes à arbuscules et jouer dessynergies essentielles pour la survie et la productivité des plantes, contribuant à former unreseau écologique essentiellement souterrain, que certains biologistes ont nommé le "wood-wide web" (en référence au « World wide web »,(Francis Martin, 2010).

La plupart des champignons mycorhiziens sont soupçonnées d'avoir plusieurs hôtes voire unelarge gamme d'hôtes, ce qui semble se confirmer dans les milieux naturels, mais les étudesfaites sur les sols arables cultivés montrent cependant que la diversité en champignonsmycorhiziens y est « extrêmement faible par rapport aux sols forestiers » (T. Helgason et al,1998).

La colonisation des systèmes racinaires, le potentiel « mycorhizogène » du sol et la «dépendance mycorhizienne » des plantes sont inversement corrélés avec la teneur de lasolution du sol en ions phosphates ; De plus, ce résultat n'est pas lié à une forme d'engraisphosphate, qu'il soit organique ou minéral, puisque les plantes n'absorbent que des ions ensolution. L'enrichissement de cette solution devient directement responsable du fait que laplante bien nourrie ne favorise plus le développement des mycorhizes. Dans certaines

Noëlla MILINGANYO THOMBO „rage 16

Tiesoms delà plantëliôte (Fortin et al 2008).

1.5, Importance bio mycologique

L'exploitation des mycorhizes est une technologie biologique qui permet de doter une planted'un système radiculaire plus performant et d'augmenter sa défense naturelle. De ce fait, lesmycorhizes sont des :

- Bio-fertilisants

Noëlla MILINGANYO THOMBOPage 17

situations, les niveaux de phosphore atteints deviennent incompatibles avec l'installation desmycorhizes (Fortin et al, 2008)

Les mycorhizes interagissent aussi avec diverses bactéries du sol (dont Pseudomonas) quipeuvent être pathogènes, mais qui sont aussi appelées « bactéries auxiliaires à lamycorhization » (en anglais MHB: Mycorrhizal Helper Bacteria) tant elles jouent un rôleimportant.

Les mycorhizes mteragissent aussi avec les autres mycorhizes et les autres champignons etavec certains prédateurs et parasites aériens des plantes :

• L'attaque des plantes par des herbivores provoque une modification rapide des communautésmycorhiziennes (les espèces demandant le moins de carbone sont favorisées) mais la naturede la population mycorhizienne modifie également (positivement ou négativement) lescapacités de défense des plantes.

• Les communautés mycorhiziennes répondent (par modification des abondances spécifiquesrelatives) aux modifications de l'environnement suivant qu'elles soient plus ou moinsfavorables à l'hôte ou au symbiote et les communautés bactériennes sont modifiées par lavariation des exsudats entre racines mycorhizées et non-mycorhizées.

• La diversité des champignons mycorhiziens à arbuscules du sol contrôle la composition descommunautés végétales par un effet direct du champignon sur la valeur sélective desindividus qu'ils colonisent (effet bénéfique, neutre, négatif ou même suppressif). Cephenomene est lié à la préférence d'hôte existant pour chaque champignon. Cette préférencerésiderait dans l'adéquation entre fonctions écologiques exercées par le champignon etbesoins de la plante hôte (Fortin et al 2008).

1.5. Importance bio mycologique

L'exploitation des mycorhizes est une technologie biologique qui permet de doter une planted'un système radiculaire plus performant et d'augmenter sa défense naturelle. De ce fait, lesmycorhizes sont des :

- Bio-fertilisants

Noëila MILINGANYO THOMBO ^^========^=^=5——s-Page 17

-Bio- protecteurs

- Bio- régulateurs du développement des plantes.

La presence des champignons est à 1' origine des écosystèmes les plus complexes et enparticulier des forets tropicales qui vivent et évoluent souvent sur le sol ingrat.Les mycéliums des mycorhizes forment des réseaux interconnectés qui influencent lafonctionnalité des écosystèmes.

Certaines souches fongiques sont particulièrement bien adaptées pour la décomposition de solet leurs revegetation (KAKUNI, 2012). Les Fungi ont d'une part une fonction de prédateur,d'autres parts ils sont la source de nutrition de beaucoup d'autres organismes dont desbactéries, d'autres champignons, de nématodes, des microarthropodes,...Les mycorhizes participent aussi dans :

^ la stimulation de défenses naturelles des plantes,^ la diminution de la mortalité ou transplantation des plantules,^ l'accroissement plus rapide des cultures (KAKUNI, 2012)

En outre. Les champignons d'une façon générale, sont les plus évolués, et particulièrementles basidiomycètes semblent être les candidats idéals pour dégrader des déchets que nousproduisons lors de nos activités en agriculture.

1 .6. Importance géo mycologie

Les mycorhizes participent à la stabilisation du carbone et augmentent la fixation de 002dans le sol. Certaines souches fongiques sont particulièrement bien adaptées pour ladécomposition de sol et leurs revegetation.

Les scientifiques d'avant le 19eme siècle considéraient le sol comme un milieu abiotique.C est grâce a l'introduction de l'expérimentation en science par (Saussure (1804). et lesexpériences en champignons par (Boussingault(1834) que la notion de la vie fiit introduite enscience du sol.

Vers la 2eme moitié du 19eme siècle, certains chercheurs mettent en évidence les 3 grandesprocessus biochimiques propre du sol qui sont :


^ La décomposition des micros -organismes et formation d'humus,

^ Production des nitrates après épandage des fumiers riche en Azote organique,^ Enfin, la fixation d'azote atmosphérique par les légumineuses.

Le sol apparaît dans cet ensemble comme constituant « pont » de jonction entre les éléments

telluriques, c'est-a-dire entre le monde minéral et vivant par :

^ la résistance des essences forestières vis à vis de la sécheresse,^ la symbiose mycorhizienne de la fertilisation du sol caractérisée par la présence

de diverses populations.

Un autre avantage des racines protégées par un manteau, comparé aux racines nues, est que lemanteau peut accumuler et immobiliser les métaux lourds, ce qui est certes un avantage pourdes plants poussant dans des sols pollués ou riche en Zn, Cadmium, arsenic.

Les mycorhizes favorisent la croissance des plantes dans des circonstances de stress

hydrique. Cela veut dire que des champignons continuent à fonctionner parfaitement dans descirconstances où les plantes supérieures seraient déjà fanées et se trouveraient sur le point demourir.

Signalons que les mycorhizes peuvent protéger les plantes contres des pathogènes. Lesectomycorhizes sont particulièrement apte à cela et ils ont plusieurs stratégies pour combattreles attaques de pathogènes :

^ excrétion de substances antimycotiques et antibiotiques. 80 % des espèces dugenre Tricholoma produisent des antibiotiques et le genre Boletus et Clitocybeproduisent des substances antimycotiques ;

^ ils stimulent la croissance et le développement d'autres organismes qui sonteux-mêmes un facteur limitant sur le développement de pathogènes ;

^ ils stimulent la plante à produire elle même des antibiotiques sous contrôle duchampignon mycorhizique ;

^ protection structurelle par le manteau épais formant barrière mécanique contreles pathogènes des plantes qui ont besoin d'un accès aux tissus de la plante hôte pourpouvoir l'infecter, alors que ces pathogènes ne sont généralement pas capables d'infecterle champignon.

Noëlla MILINGANYO THOMBO Page j9

Vlais aussi les endomycorhizes arbuscuiaires augmentent la résistance contre les infections de

pathogènes, particulièrement contre des pathogènes racinaires, comme Fusarium oxysporumet des Oomycetes comme Phytophtora parasitica. Il faut noter que : un champignon racinaire

pathogène et un champignon arbusculaire en se complétant ensemble pour la même racine,

c est le pathogène qui gagne généralement, ayant une croissance beaucoup plus élevé que le

mycorhize. Si par contre l'association mycorhizique est déjà établie, l'effet du pathogène est

fortement réduit. Comme règle on peut dire qu'une infection mycorhizique améliore la

croissance d'une plante par une augmentation des nutriments disponibles :

^ Par une augmentation de la surface des organes absorbants dans le sol (c'est en premierlieu le champignon qui absorbe et pas les poils absorbants );

^ En mobilisant des nutriments qui ne sont accessibles pour la plante par ce qu'ils doiventêtre digérés ou rendu solubles par les enzymes du champignon.

Les nutriments sont obtenus par des hyphes, parfois des cordons mycéliens ou des

rhizomorphes qui sont capables d'exploiter un volume beaucoup plus grand de sol qu'uneracine pouvait le faire. L'efficience pour transporter des nutriments par le champignon est

remarquable, mais le manteau de mycélium autour de la racine peut jouer aussi le rôle de

structure de réserve pour les nutriments venant du sol, les lâchant, les transportant vers la

plante qu'au moment nécessaire.

1.7. Les travaux antérieurs

Les études antérieures se rapportant à notre thème de travail font défaut. En 2012, EUNGI a

travaillé sur : « La contribution des mycorhizes dans le système de culture à Kisangani »


CHAPITRE 2. MATERIELS ET METHODES

2.1. MILEU D'ETUDE

Cette étude a été menée dans la ville de Kisangani, dans le Secteur LUBUYA BERA situé à

15 Km de la ville de Kisangani dans le site d'expérimentation de l'Université de Kisangani

à simi simi.

Coordonnées géographiques du site :

^ Altitude 388 m

^ La Longitude ; 00'' 33' 04, 6" N,

^ La Latitude : 025° 05' 15,6" E

La ville de Kisangani est située dans la partie Nord-est de la cuvette congolaise à 0°31' N

et.25°ir E ,à une altitude moyenne de 396 m (Bultot, 1954).

Elle est le chef lieu de la Province Orientale. Elle s'étend sur une superficie de 1.9 lOkml Son

relief est caractérisé par les plateaux unis par des faibles pentes et terrasses.

Selon la classification de Koppen (Kôppen, 1928) Kisangani appartient au type climatique

Af. Les critères de Kôppen différencient les climats suivant quelques caractéristiques précises.

On trouve en R.D.Congo les climats du type A, du type C, du type E (Vandenput, 1981).

la R.D.Congo s'inscrit dans les climats de type A comprend les climats des zones où la

température moyenne diurne du mois le plus froid est supérieur à 18°C. On peut distinguer les

climats Af, Aw, As, Am. Le climat Af caractérise les régions dont la hauteur mensuelle des

pluies du mois le plus sec est supérieure à 60 mm (cuvette forestière centrale). L'insolation est

de 1925 heures, soit 45 % en moyenne de la radiation totale (VAN WAMBEKE et LIBENS,

1959).

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»NoëilaMILÏNCANYOTHGMBO Page 21

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Figure:8. Présentation Géographique de la ville de Kisangani et ses environs (Google

Earth 2004 Modifié). Source Kasaka, 2011.

2.2.MATERIELS

A. Matériels Biologiques

^ Les échantillons de sol

les racines des Arachides et des Maniocs,

^ Pennisetum purpweutn (Mulch)

Engrais minérales

Noëlla MILINGANYO THOMBO Pase 22

Figures :9 Prélèvement des échantillons et Traitement par les mulch à simi-simi

du sol

Figure :10, source laboratoire du pédologie,2013.

B. Matériels Non Biologiques

- Les lames et les lamelles,

- Les tubes à essai et les portoirs,

- Un bain marie,

- Deux tamis de 2mm et 63 pm

- Une centrifugeuse,

Noëlla MILINGANYO THOiMBO Page 23

- Une Balance à précision marque pmc de 1000g pour le poids du sol,

- Appareil photos numériques

- Un Véhicule ou une Moto pour le déplacement,

- Une tarière pour prélever les échantillons du sol,

- Les sachets pour le transport des échantillons du sol,

-Deux microscopes, un à objectif renversé et un autre connecté à l'Ordinateur pour la capture

des photos en direct,

- Les boites de pétri,

- Papier mouchoir

- Béchets

- Les flacons et tubes à essaies

-Pied à coulisse

- Les pinces

-Ciseaux.

1 ^ ̂ "

Figure :11 .Matériels biologique et non biologique


C. Les produits à utiliser :

le sucre

KOH10%;

Le bleu de méthyle (Color Index 42780) 1 % et acide acétique 3 % ;

De l'eau acidifiée : 9 ml d'eau distillée +lml d'acide chlorhydrique de 1 %.

L'huile à immersion

II. 2. MÉTHODE

Le travail a commence par l'installation d'un dispositif comprenant 4 blocs, chaque bloc avec

6 parcelles et chaque parcelle comportant chacune 4 sousparcelles(SP). De 96 sous-parcelles nous avons prélevé 96 échantillons composites. De ces échantillons composites. 9échantillons représentatifs ont été sélectionnés pour notre analyse au Laboratoire. Les sous

parcelles retenues sont : SP4, SP17, SP26, SP30, SP57, SP65, SP74, SP76 et SP86

DISPOSITIF DE SIMI- SIMI ( 94m x 110 m)

T1 T2 T3 T4 T5 T56 2 6 2

12

T6 T4 T2 TR T3 T1

EfflSSSSfmmm

T3 T6 T4 T1 12 T5

BifflœœœœBbc4

Figurel2 : Dispositif de Simi simi (Légende : T :Traitements 1,2,3,4...)


Deux techniques sont appliquées pour la visualisation ou détection de mycorhizes et

risolement des spores à partir du sol et les observer aux microscopes.

ÏL3. METHODOLOGIE DU TRAVAIL

A. Techniques de coloration des racines

Figures 13 , source laboratoire du pédologie,2013.

Principe

Il s'agit de décolorer toutes les cellules (de la racine et des mycorhizes s elles sont présentes)en conservant leurs parois, puis de colorer les parois des cellules du champignon grâce à uncolorant bleu. Les champignons concernés ici sont des Eumycètes du groupe des

Gloméromycètes ou Glomales.

Matériel

Racines des Arachides, des maniocs et des Penniseîum purpureum.

Eviter de tirer les racines ou d'arracher les plantes du sol, il vaut mieux les extraire

par une tarière.

Procédure

Laver précautionneusement les racines et prendre les plus jeunes (minces),

Les mettre dans un tube à essai avec la potasse 10 %, et chauffer au bain-marie à 90 G durant

15 Minutes ou les laisser toute une nuit dans KOH.

Cette opération détruit le contenu des cellules végétales et décolore les tanins

des racines ligneuses. La solution devient alors brun-rouge.


Jeter la potasse et filtrer dans un tamis, rincer avec feau et ensuite acidifier

avec HCl à 1% pour neutraliser le KOH.

Ajouter l'Ancre bleu et remettre dans le bain marie à 90° C pour 10 ou 15

minutes.

Filtrer à nouveau dans un tamis et rincer à feau distillée ou feau de robinet.

-.Mettre dans les flacons et ajouter 5ml de vinaigre ou coca-cola pendant 12 heures pour ladécoloration

-Laver avec de feau de robinet

-Mettre dans la boite de pétri contenant de feau pour l'observation directe.

L'ancre bleue marque le champignon mycorhizien, présent dans tout le parenchyme cortical,sans jamais entrer dans le cylindre central. On distingue des arbuscules à 1 intérieur decertaines cellules racinaires (stmcture d'échange entre partenaires) et des vésicules entre les

cellules (souvent, une goutte lipidique dedans ; c'est une structure de réserve pour lechampignon). On voit parfois aussi des hyphes externes, qui ne sont jamais cloisonnés. Ils'agit donc des mycorhizes à arbuscules. La détection des mycorhizes a été faite par laméthode de dénombrement des mycorhizes, en coupant les racines en diagonal de 12 à 15m

de longueur en suite, les coupe encore en petit morceau de là2cm

B.Technique d'isolement des spores

Figurel4 laboratoire de phytotechnieAUNIKIS


Principe

Prélèvement du sol pour isoler les spores, les observer et en fin les capturer à l'aide d'unepince approprie.

Figure 4 : Observation de mycorhizes au laboratoire de la biotechnologie

Matériels

Sol contenant les racines, deux béchers, trois filtres à micro mailles (Tamis à maille fins de

250, 150, et 50 pm), les boites de pétris, les tubes à essai et une centrifugeuse.

Procédure

^ Peser 100g de terre dans le premier bêcher, malaxer et laisser reposer pendant50 secondes et puis filtrer avec le tamis de 1mm dans le deuxième bêcher,

^ - Récupérer le liquide et filtrer pour la seconde fois avec le tamis de 63 pm,Récupérer le déchet ou filtrat et le placer dans les tubes à essais pour la

centrifugation.

Centrifuger pendant 10 minutes, récupérer le culot puis mélanger avec lesucrose (solution du sucre à 30 %= 30mg de sucre +70 ml d'eau) suivant la quantité de

culot,

^ Centrifuger de nouveau pendant 10 minutes,

^ Filtrer avec le tamis de 63 pm et retenir le déchet, le laver et le placer dansune boite de pétri pour l'observation au microscope à objectif renversé


Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION

3.1. RESULTATS

3.1.1. DETECTION DES MYCORHIZES

La Présences des mycorhizes et leurs nombres dans les 15 Cm de racines dans

les 9 sous parcelles analysées sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous.

S/PARCELLE BLOC DETECTION

(+ ou -)

Nbre

MYCORIZES

%

SP4 1 + 89 24

SP17 1 + 65 17

SP30 2 + 40 11

SP26 2 + 67 18

SP57 3 + 50 13

SP65 3 + 15 4

SP74 4 + 13 3

SP76 4 + 29 8

SP86 4 + 9 2

TOTAL 377 100

Tableau 1 : Présences des mycorhizes et leurs nombres dans les 9 sous parcelles analysées.

Il ressort de tableau 1 que les mycorhizes sont présents dans toutes les 9 sous parcelles

analysées. Au total 377 mycorhizes ont été détectes dans les racines, dont 89 mycorhizes soit

24 % pour la sous parcelle 4 suivi de SP 30 avec 67 mycorhizes soit 18% et SP 86 vient en

dernière position avec 9 mycorhizes, soit 2%. Il est à remarquer que dans la SP4 les

mycorhizes sont plus abondants que dans les autres SP. Cela s'explique par le fait que la SP4

se trouve au pied de la termitière. Le bas de la termitière favorise une forte activité des

microorganismes telluriques en général et des mycorhizes en particulier car il y a une forte

accumulation des matières organiques.


Figure 15 :Detection de mycorhizes par coloration de racines ,

Source laboratoire du pédologie /UNÏKIS

3.1.2. DENOMBREMENT DES SPORES

3.1.2.1. Répartition des spores selon les couleurs

Le graphique 1 illustre la répartition des spores dans des différentes sous parcelles analysées.

150 i

SP4 SP17 SP26 SP30 SP57 SP65 SP74 SP76 SP86

Figurel6 : Répartition des spores selon les couleurs

Noëlla MILINGANYO THOMBO

iJaune

I Blanche

I Noire

Paae 30

Le graphique ci-dessus montre la répartition des spores dans des différentes sous parcelles. La

quantité de spores obtenues au cours de notre expérience montre une forte abondance des

spores jaunes dans toutes les sous parcelles et leur dominance dans la sous parcelle 4. Ceci

s'explique par le fait que les spores jaunes sont toujours les plus abondants dans les

écosystèmes moins perturbés. Celte abondance se justifie aussi par la présence de celte sous

parcelle à coté de la termitière. Le même cas se voit pour les sous parcelles SP 17, SP 30 et

SP 76. Les spores Blanchâtres viennent en seconde position suivi des spores noirâtres qui sont

parfois absent dans certains endroits.

Les quantités importantes des spores mycorhiziennes se remarque aussi pendant la période

pluvieuse conférant beaucoup d humidité au sol, c'est vraiment un moment propice pour ledéveloppement de la flore mycologique.

3.1. 3. Répartition des spores selon les sous parcelles

Après analyse, 1519 spores ont été dénombrés au total et trois catégories des spores ont été

trouvées, il s'agit des : spores des couleurs : Jaune, Blanche et Noire.

La figure 2 : présente les pourcentages totaux des Spores par couleurs.

Dénombrementdes spores selon les colorations

■ Jaune

■ Blanche

■ Noire

Figure 17 :Dénombrement des spores selon les colorations

La figure 18 ; montre que les Mycorhizes de couleur Jaunes sont plus abondant avec 750

spores, soit 49% suivi des mycorhizes de couleur Blanche avec 407 spores, soit 27% et les

spores de couleur noire sont peu abondantes avec 362 spores, soit 24%.

Noëlla MILINGANYO THOMBOPase 31

De ces trois couleurs de spores caractérisées, nous avons identifiées 3 Genres de spores

mycorhiziennes à l'aide de clé de détenuination de ces derniers. Il s'agit des Genres Glomus

(couleur jaune), Genre Gigaspora (couleur blanche) et du Genre Acaulospora (couleur noire).

Glomus Gigaspora

Figures 18 : les spores Acaulospora

Le Genre Glomus comprend les espèces suivantes

G. clamydospores

G. paraglomus,

G. âinneliformis,

G. sclerocystis,

Le Genre Gigaspora comprend :

G.scutelospora ;


G. racocetra,

G. dentiscutata^

G. centraspora

Le genre Acaulospora avec :

A. ambispora,

A. achaeospora

A. entrophospora

A. Scintillans.

3.1.4. Effet des Mycorhizes sur les cultures de Manioc

La figure suivante nous donne les hauteurs maximales des pieds de maniocs parparcelles.

sous

■ Hauteurs des plantes

SP4 SP17 SP26 SP30 SP57 SP65 SP74 5P76 SP86Sous Parcelles

Figure 19 : Donne les hauteurs maximales des pieds de maniocs par sous parcelles.

Le présent paragraphe donne Les hauteurs des plants de maniocs après 3 mois. La sousparcelle 76 a donné un pied le plus long 2m de hauteur que les autres ; suivi SP4 avec 1,55met SP26 àl,5m ... ; Ces résultats s'explique par leur proximité à cote de la termitière toujourset l'abondance de mulch en décomposition dans ces sous parcelles. Notons aussi que cettehauteur a eu un effet positif sur la biomasse de cette culture et par conséquent il y aen auraaussi une bonne production de Manioc.

Noëlla MILINGANYO THOMBO

3.1.5. Effet des Mycorhizes sur la production des Gousses d'Arachides.

5P4 SP17 SP26 SP30 SP57 SP65 SP74 SP76 SP86

■ Poids des gousses des Arachides

La figure 20 : Montre les poids des gousses d'un pied d'Arachides par sous parcelles

Ce graphique présente les poids des gousses d'un pied d'Arachide par sous paicelle. La sousparcelle 26 donne le poids le plus élevé, soit 53g par rapport aux autres sous parcellesanalysées, suivi de la sous parcelle 65. La sous parcelle 30 vient en dernière position avec14^4g pour le pied le plus performant.

Cette différence s'expliquerait par les ditférentes structures de sols pour chacune des sousparcelles.

La faible présence des Mycorhizes et leurs spores s'explique par le fait que le siteexpérimentale de Simi Simi est un écosystème perturbé cai* différent travaux ont été réaliséavant la plantation et pendant le sarclage. Beaucoup de spores ont été retrouvé morts au cours

de notre analyse, ceci s'expliquerait par une faible couverture du sol par les plantes et peutêtre la mauvaise conservation de nos échantillons après prélèvement.


3.2. CONCLUSION ET DISCUSSION

Notre discussion se portent sur :

1. La détection et dénombrement des souches mycorhizienne sur le sited'expérimentation à simisimi,

Pour se faire, un dispositif expérimental de 94m xlIOm qui comprend quatres blocs partagenta 6 parcelles par blocs, divisent en 96 sous parcelles dont Ecartements ou la densité

> Manioc monoculture : Imxl m

> Manioc avec arachide:

• manioc : 2 m x 0,5 m

• Arachide : 40 cm x 20 cm

Les résultats obtenus ont montrer ce qui suit :

1) En ce qui concerne la détection de mycorhizes

Il ressort de tableau I que les mycorhizes sont présents dans toutes les 9 sous parcellesanalysées. Au total 377 mycorhizes ont été détectées dans les racines, dont 89 mycorhizessoit 24 % pour la sous parcelle 4 suivi de S? 30 avec 67 mycorhizes soit 18% et S? 86 vienten dernière position avec 9 mycorhizes, soit 2%. Il est à remarquer que dans la SP4 lesmycorhizes sont plus abondants que dans les autres SP.

2) Pour le dénombrement des spores

Après analyse, 1519 spores ont été dénombrés au total et trois catégories des spores ont ététrouvées, il s'agit des : spores des couleurs : Jaune (glomus), Blanche (gigaspora) et Noire(acaulospora).dont les Mycorhizes de couleur Jaune sont les plus abondant avec 750 spores,soit 49% suivi des mycorhizes de couleur Blanche avec 407 spores, soit 27% et les spores decouleur noire sont peu abondantes avec 362 spores, soit 24%.

3) Effet des Mycorhizes sur les cultures de Manioc et de la production des Goussesd'Arachides.

Les hauteurs des plants de maniocs après 3 mois. La sous parcelle 76 a donné un pied le pluslong de 2m de hauteur que les autres ; suivi SP4 avec 1,55m et SP26 àl, 5m ..., et les poidsdes gousses d'un pied d'Arachide par sous parcelle. La sous parcelle 26 donne le poids le plusélevé, soit 53g par rapport aux autres sous parcelles analysées, suivi de la sous parcelle 65. Lasous parcelle 30 vient en dernière position avec 14,4g pour le pied le plus performant.

Page 35

Nouveau outil biologique de perceptives ; d'innovation et d'amélioration des systèmes decultures conduisant :

A la maximisationr des rendements, par la symbiose, interaction entre racine-mycorhize,racme-sol va permettre d'amélioré la croissances des cultures par de moyensbiologique tout en réduisant considérablement l'apport d'engrais chimique de synthèse et despesticides parce que les mycorhizes entant un acteur clés des services éco systémiques pour1 agriculture, eco-compatible jouent déjà ces rôle pour la sécurité alimentaire et la gestion deressource naturelle durable.

De ce qui précède ; nous suggérons ce qui suit :

v' D'étudier comment les différentes espèces se distinguent elle en terme d'utilitépour la plante hôte de cycles des éléments nutritif?

^ De chercher à comprendre le rôle que jouent les mycorhizes pour les cycles deséléments nutritifs et la productivité des plantes pour l'exploitatation agricole.^ Quel 1 impact le changement des conditions climatique a -t-il sur les effets deschampignons mycorhiziennes,

^ la propriété positive des champignons mycorhizes peut -elles favorisées demanière ciblée par les techniques culturales spécifiques comme semis direct ?

Noëlla MILINGANYO THOMBO Z 77Page 36

t

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Zhu, T et Salmeron J., 2007. High-definition genome profiling for genetic marker discovery.Trends Plant Sci 12:196-202

Sommaire

Dédicace

Remerciement

Résumé

Summary

0. INTRODUCTION 1

O.I. PROBLEMATIQUE 1

0.2. OBJECTIFS 3

0.2.1. Objectif général 3

0.2.2. Objectifs spécifiques 3

0.3. HYPOTHESES 3

0.4. INTERET 3

0.5. DIVISION DU TRAVAIL 4

CHAPITRE I : REVUE DE LA LITTERATURE SUR LES MYCORHIZES 5

1.1. Mycorhize 5

1.2. Type des mycorhizes 5

1.2.1. ECTOMYCORHIZES 6

1.2.2. ENDOMYCORHIZES 8

1.3. IMPORTANCE DE LA SYMBIOSE MYCORHIZIENNE 15

1.4. Importance écologique 15

1.5. Importance bio mycologique 17

I .6. Importance géo mycologie 18

I.7. Les travaux antérieurs 20

CHAPITRE 2. MATERIELS ET METHODES 21

2.1.MILEU D'ETUDE 21

2.2.MATERIEL S 22

A. Matériels Biologiques 22

B. Matériels Non Biologiques 23

C. Les produits à utiliser : 25

II. 2. MÉTHODE 25

II.3. METHODOLOGIE DU TRAVAIL 26

A. Techniques de coloration des racines 26

B.Technique d'isolement des spores 27

Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION 29

3.1. RESULTATS 29


3.1.1. DETECTION DES MYCORHIZES 29

3.1.2. DENOMBREMENT DES SPORES 30

3.1.2.1. Répartition des spores selon les couleurs 30

3.1.3. Répartition des spores selon les sous parcelles 31

3.1.4. Effet des Mycorhizes sur les cultures de Manioc 33

3.1.5. Effet des Mycorhizes sur la production des Gousses d'Arachides 34

3.2. CONCLUSION ET DISCUSSION 35

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 37

Sommaire 39

• NoëllaMILINGANYOTHOMBO Page 40

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UNIVERSITE DE HSANGANI Département des Eaux et Forêts